6.3.      Тринисторы

Тринистор отличается от динистора наличием третье­го вывода от базовой области. Это позволяет путем пода­чи на него напряжения управлять напряжением включе­ния. Поэтому тринисторы в отличие от динисторов иногда называют управляемыми переключателями.

Управляющий электрод (УЭ) может быть подведен к любой из баз тринистора. При выводе от р-базы тринистор называют управляемым по катоду (рис. 6.6, а). Если вывод сделан от n-базы, то тринистор называют управляе­мым по аноду (рис. 6.6, б). Внешне это выразится лишь в выборе нужной полярности источника напряжения управ­ляющего электрода (рис 6.7, а, б).

Увеличение тока в цепи управляющего электрода  (рис. 6.7, в) сопровождается ростом коэф­фициента передачи тока  соответствующего эмиттера. Увеличение коэффициента  приводит к тому, что ра­венство  выполняется при меньшем значе­нии анодного напряжения, и напряжение включения  тринистора уменьшается.

Ток и напряжение цепи управления малы, а ток в анод­ной цепи может достигать сотен ампер при напряжениях источника питания от нескольких десятков до нескольких тысяч вольт. Поэтому коэффициент усиления по мощности у тринисторов достигает порядка 10⁴…10⁵.

Из рассмотренных тиристоров тринисторы получили наи­большее практическое применение. Они используются в импульсных схемах, в связи, радиолокации, автоматике, в мощных выпрямителях и инверторах, в устройствах управ­ления электродвигателями и т. д.

Рассмотрим тиристорную схему управления мощностью в цепи перемен­ного тока (рис. 6.8). В этой схеме тиристор включен последо­вательно с активным сопротивлением R в цепь переменно­го тока, напряжение источника питания которого (U) не пре­вышает максимально допустимое напряжение тиристора как в пря­мом, так и в обратном направлении.

Так как тиристор при отсутствии управляющего сигнала закрыт, ток i при поло­жительной полуволне напряжения вплоть до момента вре­мени t₁ (рис. 6.8, б) равен нулю. В этот момент времени подается уп­равляющий сигнал, и тиристор отпирается. После этого ток в течение нескольких микросекунд достигает значения  (если пренебречь падением напряжения на тиристоре из-за его малости) и течет вплоть до окончания пря­мой полуволны напряжения. Здесь он обрывается, как только становится меньше тока выключения (удержания) .

В течение обратной полуволны напряжения тиристор находится в закрытом состоянии (i = 0) и лишь при последующей прямой полуволне напряжения в момент вре­мени t₂ снова открывается. Изменяя моменты отпирания тиристора, можно плавно регулировать мощность, выделяющуюся в сопротивлении нагрузки. Этот способ использования тиристора называет­ся фазовым управлением.

Управляющий ток может иметь форму короткого им­пульса. Он должен протекать лишь до тех пор, пока ти­ристор не переключится в проводящее состояние и меха­низм внутреннего усиления не сможет поддерживать его в этом состоянии. Управляющий ток, иначе говоря, играет роль разрешающего сигнала, приводящего указанный ме­ханизм в действие. В этом и заключается основное преимущество тири­стора при переключении тока по сравнению с транзистором при использовании их в качестве ключевых элементов.

Управляющий сигнал на транзистор должен подаваться в течение всего этапа протекания тока. Это вызывает боль­шие потери мощности в цепи управления, что, естественно, крайне нежелательно. Однако наибольшее техническое значение имеют значи­тельные переключаемые мощности, которые могут обеспе­чить тиристоры. Совр
еменные мощные тиристоры достиг­ли мегаваттных областей. Для транзисторов эта граница лежит в пределах нескольких киловатт. Различие обуслов­лено, прежде всего, тем, что в тиристорах можно осущест­влять основной контакт на большей поверхности, чем в транзисторах.